Projete um protótipo sustentável de sistema térmico para aquecimento de água em uma escola. Descreva…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Projete um protótipo sustentável de sistema térmico para aquecimento de água em uma escola. Descreva: materiais e isolamento, variáveis termodinâmicas a controlar, métodos de avaliação (medidas e cálculos) e como tecnologias digitais podem apoiar estimativas e monitoramento. Justifique escolhas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Proposta modelo: coletor solar de placa (alumínio com pintura seletiva), reservatório isolado (EPS ou lã mineral, espessura =50 mm), tubulações térmicas e válvulas. Controlar T_entrada, T_saida, vazão, irradiância e ?T; medir com sensores de temperatura e fluxo; calcular Q = m·c·?T e perdas Q? = kA?T/L. Usar microcontrolador e plataforma IoT para registrar dados, estimar produção diária (J) e ajustar operação. Justifique por eficiência energética, material reciclável e facilidade de monitoramento.
Explicação
A proposta apresentada utiliza materiais sustentáveis e eficientes, como alumínio e EPS, que favorecem a eficiência energética e o isolamento térmico. O controle das variáveis termodinâmicas e o uso de sensores garantem a otimização do sistema, permitindo medições precisas e ajustes na operação. A integração de tecnologias digitais, como microcontroladores e IoT, facilita o monitoramento e a análise de dados, promovendo um sistema mais eficaz e adaptável às necessidades da escola.
Raio-X da questão
sistema térmico sustentável
avaliacao
sistemas térmicos · termodinâmica
Revisar conceitos de termodinâmica e eficiência energética.
Os alunos podem falhar ao não considerar adequadamente as variáveis termodinâmicas, como temperatura e pressão, em seu projeto.
ciencia_tecnologia
criatividade
cientifico
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